10.网络安全基础配置实验-HSRP及VRRP及三层交换机链路聚合配置

一、理论知识

1、路由器工作在第几层？有什么功能？

路由器工作在第三层，网络层
功能：路由选择、分组转发

2、请简述HSRP、VRRP的工作原理？

HSRP（热备份路由协议）：是思科推出的用于建立容错默认网关的专有冗余协议，由RFC 2281进行描述。HSRP在网络路由器之间建立默认网关的倒换框架，当主网关不可达时进行切换。
VRRP（虚拟路由冗余协议）：是基于标准的HSRP替代协议，由IETF标准RFC 3768进行描述。概念上与HSRP相似，但互不兼容。VRRP是一种路由容错协议，也可以叫做备份路由协议。一个局域网络内的所有主机都设置缺省路由，当网内主机发出的目的地址不在本网段时，报文将被通过缺省路由发往外部路由器，从而实现了主机与外部网络的通信。当缺省路由器down掉（即端口关闭）之后，内部主机将无法与外部通信，如果路由器设置了VRRP时，那么这时，虚拟路由将启用备份路由器，从而实现全网通信。
是基于标准的HSRP替代协议，由IETF标准RFC 3768进行描述。这两种技术在概念上相似，但互不兼容。

3、请描述DHCP的工作原理？

DHCP的工作原理：客户机从服务器获取IP的四个租约过程，客户机请求IP，服务器相应请求，客户机选择IP，服务器确定租约。

1）客户机请求IP地址–DHCP客户机在网络广播中一个DHCP Discover，请求IP地址，DHCP Discover包的源地址为0.0.0.0。目的地址为255.255.255.2552，改包包含客户机的MAC和计算机名，使服务器能够确定是哪个客户机发送的请求。
2）服务器响应请求–当DHCP服务器接收到客户机请求IP地址信息时，就在自己的 库中查找是否有合法的IP地址提供给客户，如果有，将此IP标记，广播一个DHCP offer包。这个包中包含：客户机的MAC地址；提供的合法IP；子网掩码；租约期限；服务器标示；其他参数等。因为客户机没有IP地址，所以还是以广播方式发送，源地址：0.0.0.0目的地址255.255.255.255。
　3）客户机选择IP地址–DHCP客户机接收到第一个DHCP offer包中选择IP地址，并在次广播一个DHCP request包到所有服务器，该包中包含为客户机提供的IP配置的服务器的服务标示符（IP地址），服务器查看标示符，以确定自己提供的IP地址是否被IP地址是否被客户机选中，如果客户机接受IP，则发出IP地址的DHCP服务器将该地址提供给另外一个DHCP。如果拒绝，提供给下一个IP租约请求。这个源地址仍然是0.0.0.0目的地址255.255.255.255。
4）服务器确认IP 租约–DHCP租约的最后一步，服务器确认租约，发送一个DHCP ack/DHCP NACK包。服务器收到DHCP request包后，以DHCP ack包向客户机广播出去，当客户机收到后，就配置了IP地址，完成初始化，就可以在TCP/IP网络上通信了。客户机收到DHCP nack包会重新发送DHCP Discover包，这次源地址是服务器的IP地址，目的地址时255.255.255.255。

4、什么是链路聚合？链路聚合的协议有哪些？

链路聚合是一种聚合多个物理接口创建一个逻辑接口。你可以捆扎几个单独的活动链接到一个信道端口，以提供更高的带宽和冗余。端口通道也负载平衡这些物理接口上的通信量。只要端口通道中的至少一个物理接口可操作，端口通道就可以保持运行。
协议:LACP、

二、实践任务

1、根据下列拓朴图进行配置并实现全网通信？
（1）根据图示配置vlan和网关？
给三层交换机重命名：
Switch(config)#hostname SW1（左上）
Switch(config)#hostname SW2（右上）
给二层交换机划分vlan：
Switch(config)#vlan 10
Switch(config-vlan)#name vv10
Switch(config-vlan)#vlan 20
Switch(config-vlan)#name vv20
Switch(config-vlan)#exit

将二层交换机端口添加到vlan：
Switch(config)#int f0/1
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 10
Switch(config-if)#exit
Switch(config)#int f0/2
Switch(config-if)#switchport mode access
Switch(config-if)#switchport access vlan 20

给三层交换机划分vlan：
SW1(config)#vlan 10
SW1(config-vlan)#name vv10
SW1(config-vlan)#vlan 20
SW1(config-vlan)#name vv20

SW1(config)#int vlan 10
SW1(config-if)#ip add 192.168.10.253 255.255.255.0
SW1(config)#int vlan 20
SW1(config-if)#ip add 192.168.20.253 255.255.255.0

SW2(config)#vlan 10
SW2(config-vlan)#name vv10
SW2(config-vlan)#vlan 20
SW2(config-vlan)#name vv20
SW2(config-vlan)#exit

SW2(config)#int vlan 10
SW2(config-if)#ip add 192.168.10.254 255.255.255.0
SW2(config-if)#exit
SW2(config)#int vlan 20
SW2(config-if)#ip add 192.168.20.254 255.255.255.0

设置交换机之间为trunk模式：
SW1(config)#int f0/22
SW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW1(config-if)#switchport mode trunk
SW1(config)#int f0/24
SW1(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW1(config-if)#switchport mode trunk

SW2(config)#int f0/23
SW2(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW2(config-if)#switchport mode trunk

开启路由功能：
SW1(config)#ip routing
SW2(config)#ip routing

设置PC机IP地址：
PC0 ping PC1能ping通：
修改PC0和PC1的默认网关:
PC0 ping PC1能ping通：
（2）配置STP？
vlan 10 的根桥为SW1，备份根桥为SW2，阻塞端口在SW2的f0/23
vlan 20 的根桥为SW2，备份根桥为SW1，阻塞端口在SW1的f0/24

PVST的配置：
SW1(config)#spanning-tree vlan 10 priority 4096
SW1(config)#spanning-tree vlan 20 priority 8192

SW2(config)#spanning-tree vlan 10 priority 8192
SW2(config)#spanning-tree vlan 20 priority 4096

SW1(config)#int vlan 10
SW1(config)#standby 10 ip 192.168.10.250（设置虚拟ip）
SW1(config)#standby 10 preempt（开启强制模式）
SW1(config)#standb 10 track f0/24
SW1(config)#standby 10 priority 100
SW1(config)#standby 10 timers 3 10（hello时间3秒，保持时间10秒）

SW2(config)#int vlan 10
SW2(config)#standby 10 ip 192.168.10.250（设置虚拟ip）
SW2(config)#standby 10 preempt（开启强制模式）
SW2(config)#standb 10 track f0/23
SW2(config)#standby 10 timers 3 10（超过10秒）

SW1(config)#int vlan 20
SW1(config)#standby 20 ip 192.168.20.250（设置虚拟ip）
SW1(config)#standby 20 preempt（开启强制模式）
SW1(config)#standb 20 track f0/24
SW1(config)#standby 20 timers 3 10（hello时间3秒，保持时间10秒）

SW2(config)#int vlan 20
SW2(config)#standby 20 ip 192.168.20.250（设置虚拟ip）
SW2(config)#standby 20 preempt（开启强制模式）
SW2(config)#standb 20 track f0/23
SW2(config)#standby 20 priority 100
SW2(config)#standby 20 timers 3 10（超过10秒）

SW1(config)#show standby brief
SW2(config)#show standby brief
修改三层交换vlan的ip 192.168.10/20.250
PC0 ping PC1能ping通：
（3）配置端口聚合？
在两个三层交换机之间添加一层链路f0/20
SW1(config)#int range f0/20,f0/22（两个三层交换机连接的两个端口）
SW1(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW1(config-if-range)#sw mo trunk
SW1(config)#int port-channel 1****开启以太通道（一个标号为一个以太通接口）
SW1(config-if)#no switchport 开启三层接口
SW1(config)#int range f0/20,f0/22 （将端口加进去）
SW1(config-if-range)#channel-group 1 mode on****协商模式为手动（on）
（自动协商则有一条链路会为备份链路）
SW2(config)#int range f0/20,f0/22
SW2(config-if-range)#switchport trunk encapsulation dot1q
SW2(config-if-range)#sw mo trunk
SW2(config)#int port-channel 1 开启以太通道
SW2(config-if)#no switchport 开启三层接口
SW2(config)#int range f0/20,f0/22
SW2(config-if-range)#channel-group 1 mode on 协商模式为手动

R1#show etherchannel summary 查看R1交换机聚合端口详细信息
SW2#show etherchannel summary 查看R2交换机聚合端口详细信息
测试：
断开f0/20链路,f0/22链路能用：
SW1(config)#int f0/20
SW1(config-if)#shutdown
PC0 ping PC1能ping通
断开f0/22链路,f0/20链路能用：
SW1(config)#int f0/22
SW1(config-if)#shutdown
PC0 ping PC1能ping通
（4）配置DHCP中继服务，让PC机能从DHCP服务器获取正确的IP地址？
（5）配置HSRP：vlan10的活动网关为MS1,备份网关为MS2；vlan20的活动网关为MS2,备份网关为MS2？
（6）安装GNS33软件并配置VRRP协议？